- L'unité astronomique : C'est une unité de longueur égale à la distance moyenne Terre-Soleil, soit
149.600.000 km. Cette unité permet de comparer facilement entre elles les distances
interplanétaires car elles sont ainsi exprimées dans des nombres que l'on se représente facilement.
Mercure est ainsi à 0,3871 UA du Soleil, Pluton à 39,5 (en moyenne ! ).
- L'année lumière : C'est unité de longueur égale à la distance parcourue par la lumière dans le vide
pendant une durée d'un an. La lumière se déplaçant à la vitesse vertigineuse de 300.000 km/s, cela
met l'année lumière à environ 9500 milliards de km, ou 63.240 UA
- Le parsec, soit 3,2616 années-lumière. Cette unité n'est utilisée que par les professionnels. En ce
qui nous concerne ici, elle n'a rien d'intéressant.
Comment aider les élèves à appréhender les distances
La piste à explorer est de faire prendre conscience aux élèves que l'on peut exprimer une distance
par la durée qu'il faut pour la parcourir à une vitesse donnée.
On pourra par exemple exprimer dans un tableau la distance à laquelle se trouvent plusieurs villes,
en km et en temps à 50 km/h ou 100 km/h. Il faut que les valeurs de durée et de vitesse soient
concevables par les élèves, on les accompagnera donc d'exemples concrets comme "la vitesse où l'on
roule en ville, sur l'autoroute...", "la durée d'une matinée de classe". Ensuite, de même que l'on a
supposé pouvoir parcourir les distances à vol d'oiseau et à vitesse constante, supposons que l'on
veuille se rendre sur la Lune à la vitesse choisie précédemment (disons 100 km/h). Un calcul simple
nous indique qu'il faudrait un peu plus de 5 mois sans s'arrêter à 100 km/h pour couvrir la distance
moyenne Terre-Lune.
La distance Terre-Soleil est de 170 ans à 100 km/h...
Cette méthode permet à la fois d'appréhender, tant que faire se peut, la distance Terre-Lune, et de
constater que cette distance est une distance courte au sein du système solaire.
Mais dès que l'on veut sortir du système solaire, les grandeurs redeviennent plus que vertigineuses.
Pour éviter d'avoir des durées trop importantes on va alors utiliser la vitesse de la lumière. Pour
situer la vitesse de la lumière (300.000 km/s) on peut dire qu'elle va sur la Lune en un peu plus d'une
seconde là où nous mettions plus de 5 mois à 100 km/h.
A cette vitesse, le Soleil est à 8 minutes, Pluton à 5 heures, et l'étoile la plus proche à un peu plus de
4 ans. Et là c'est intéressant parce que l'élève peut comparer facilement entre-elles les distances du
système solaire et les premières distances interstellaires au travers de durées qui font sens dans les
deux cas. C'est le deuxième changement d'échelle
Pour que les choses soient bien claires, si on travaille avec des photos, on pourra faire un tableau à 4
colonnes (avec les 4 catégories de distances mentionnées plus haut) et y coller les photos. Il faudra
bien se mettre d'accord pour savoir si on parle de la taille de ce que l'on voit où de la distance à
laquelle ça se trouve. On peut aussi avoir les photos en double et faire deux tableaux.
L'Histoire de la matière
L'univers a 13,7 milliards d'années. La Terre et le système solaire n'ont que 4,5 milliards d'années.
L'univers avait donc déjà un certain âge quand le système solaire s'est formé.
A l'origine, il n'y avait dans l'Univers que de l'hydrogène et un peu d'hélium. Il n'était donc pas
possible de voir apparaître une quelconque forme de vie. Mais ces gaz ont formé des étoiles. Durant
leur vie, les étoiles fusionnent les petits éléments en éléments plus lourds. Le noyau de fer est le plus
lourd qu'une étoile peut former pendant sa vie.
Les petites étoiles comme le Soleil peuvent, lorsqu'elles sont en fin de vie, expulser dans l'espace
une partie de leur gaz. Elles forment ainsi des nébuleuses planétaires qui se dissipent petit à petit..
Cette matière rejetée dans l'espace, sous forme de nébuleuse planétaire ou par des supernovae,
n'était alors plus seulement de l'hydrogène et de l'hélium. En rejoignant d'autres nébuleuses, elle a
pu participer à la formation de planètes rocheuses comme la Terre et à l'apparition de la vie.
Aujourd'hui encore, l'agonie des étoiles enrichit l'univers en éléments lourds qui dans peut-être
plusieurs milliards d'années participeront à la formation d'un système planétaire où la vie aura une